基数排序算法

介绍

基数排序算法是一种非比较型排序算法，它的核心思想是根据关键字位数的顺序，多次利用桶排序对数据进行排序。相较于其他排序算法，基数排序算法的时间复杂度可以达到线性的O(n)。

算法流程

基数排序算法的流程可以概括为以下几步：

1. 将待排序数据的关键字进行拆分，依次按照各位数值大小进行排序。
2. 将上一步的排序结果按照十位数、百位数、千位数……进行分类，将数据存储到桶中。
3. 将每个桶中的数据按照先进先出的原则取出来，重新进行关键字排序，直到最高位均排序完成。

代码实现

基数排序算法的代码实现如下：

def radix_sort(arr):
    """
    基数排序算法
    :param arr: 待排序数组
    :return: 排序完成的数组
    """
    if len(arr) <= 1:
        return arr

    # 获取最高位数
    max_digits = len(str(max(arr)))

    # 循环每个位数进行排序
    for i in range(max_digits):
        # 初始化10个桶
        bucket_list = [[] for _ in range(10)]

        # 将数字放入桶中
        for j in arr:
            bucket_list[j // (10 ** i) % 10].append(j)

        # 从桶中重新构建排序数组
        arr = [a for b in bucket_list for a in b]

    return arr

总结

基数排序算法适用于数据范围较小的场景，且其最高位数的求解以及循环次数均对排序算法的效率产生较大影响。此外，基数排序算法需要额外的存储空间来存储每个桶，因此在数据量较大的情况下，其空间复杂度较高。